AKTUALNOŚCI

Trochę o aerodynamice

fot. Maciej Szymański

Trochę  o aerodynamice i o jerzykach

Podstawową wielkością, którą posługujemy się w aerodynamice jest tzw. ciśnienie prędkości czyli wielkość siły aerodynamicznej działającej na ciało opływane przez strumień powietrza.

Siła ta zależy od połowy kwadratu prędkości powietrza V m/s, gęstości powietrza ro (dla warunków normalnych wynosi 1,225 kg/m3), współczynnika oporu  Cx  bezwymiarowego zależnego od kształtu ciała oraz od powierzchni S m2 przekroju opływanego ciała.

Np. dla prędkości 15 m/s (54 km/h) w warunkach normalnych (15o C, 1013 hPa), Cx=1 (tarcza prostopadła do kierunku przepływu powietrza) siła ta wyniesie ok 138 N (14 kG).

Dla 20 m/s (72 km/h) będzie to 245 N (25 kG)

Dla 30 m/s (108 km/h) będzie to 551 N (56 kG)

Dla 40 m/s (144 km/h) będzie to aż 980 N (100 kG)

To obrazuje jak z prędkością powietrza wzrasta siła aerodynamiczna.

Dla obliczenia siły oporu skrzydeł (samolotu, szybowca, ptaka) współczynnik oporu Cx odnosi się powierzchni skrzydeł a nie do przekroju poprzecznego. Im wartość Cx  jest mniejsza, tym mniejszy jest opór powietrza i mniejsza jest siła niezbędna do uzyskania określonej prędkości a tym samym mniejsze zużycie energii.

Współczynnik Cx  zależy od kształtu profilu skrzydła, od jakości (m.i. gładkości powierzchni  – ale nie tylko) i od aktualnego kąta natarcia (Kąt natarcia – jest to kąt pomiędzy kierunkiem strugi napływającego powietrza a cięciwą powierzchni nośnej.)

Drugą siłą działającą na skrzydło jest siła nośna prostopadła do kierunku przepływu powietrza (dla obiektu latającego (ptak, szybowiec, samolot)  jest to jego prędkość.

Wzór na obliczenie tej siły jest identyczny, zmienia się tylko bezwymiarowy współczynnik – jest to Cz  czyli współczynnik siły nośnej.

Współczynnik siły nośnej zależy przede wszystkim od kształtu profilu skrzydła a dla ptaków od układu piór, jakości powierzchni pióra, gładkości powierzchni, przy czym gładkość należy rozumieć tu jako specyficzne ułożenie wszystkich elementów pióra zapewniających najdoskonalszy przepływ powietrza. To ma także podstawowe znaczenie  dla uzyskania jak najmniejszego współczynnika oporu Cx .

Ptaki a szczególnie jerzyki potrafią sterować nie tylko przez ułożenie skrzydeł ale także przez zmianę współczynników aerodynamicznych. Jest to jednak możliwe tylko wtedy, gdy wszystkie elementy skrzydeł są w pełni sprawne i nie uszkodzone.  Dla jerzyków skrzydła stanowią podstawowy organ umożliwiający przeżycie. Każde, nawet drobne uszkodzenie powoduje zmniejszenie prędkości i zdolności manewrowania. Ewolucje, które jerzyk musi wykonać podczas chwytania owadów są tak nieprawdopodobne, że graniczą z zaprzeczeniem praw aerodynamiki i mechaniki lotu.

Dlatego nie wolno narażać jerzyków na najdrobniejsze nawet uszkodzenie piór i skrzydeł.

Stosowanie wystających haczyków w skrzynkach lęgowych jest niebezpieczne dla jerzyków i świadczy o bezmyślności projektanta i wykonawcy. Skrzynkę otwiera się raz na rok, a jerzyk wlatuje tam wiele razy każdego dnia.  Pomyślmy dla kogo jest ta skrzynka, przecież nie dla tych co ją kupili i założyli. Pomyślmy…

Poznań, 8.7.2020                  inż. lotnictwa Adam Gatniejewski

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *